JP4793313B2 - 光情報記録媒体ならびにその記録および/または再生方法 - Google Patents

光情報記録媒体ならびにその記録および/または再生方法 Download PDF

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Description

この発明は、光情報記録媒体ならびにその記録および/または再生方法に関し、特に、追記型光情報記録媒体に適用して好適なものである。
これまで、CDやDVDなどの光情報記録媒体において、追記型光情報記録媒体材料としては有機色素材料が主に使用されてきた。その理由としては、記録再生に用いられるレーザー光の波長域において、規格上比較的高い反射率が望まれるROM(read only memory) との互換性を維持するのが有機色素材料を使用する場合に比較的容易であることが挙げられる。また、有機色素をスピンコートした後に反射層をスパッタリング法により形成するだけの簡単な工程で記録媒体を得ることができるため設備投資など製造コストの面からも有利であることなども挙げられる。
しかしながら、記録再生に用いられるレーザー光の波長が短くなり青紫色の波長域のレーザー光(波長400nm程度)が使用されるようになると事情が異なってきた。すなわち、記録感度や信号特性などの点からこの波長のレーザー光に対応可能な有機色素を合成することは容易なことではなく、記録媒体の層構成もこれまでの単純なものでは容易には対応することができない。さらに、スピンコート法により記録媒体を製造することでランド部とグルーブ部との均一性が保てないことが高密度記録におけるプッシュプル信号やクロストークなどの観点からも不利であることが明らかになってきた。
そこで、これらの要請に応えるために、これまでの有機色素材料ではなく、無機記録材料を用いることが現在盛んに行われている。無機記録材料を用いた記録媒体はこれまで、高反射率のROMとの互換を取りにくいことや、材料を多層成膜可能とする高価なスパッタ装置が必要とされることなどにより、従来より研究はなされていたものの実用化は見送られてきた。しかしながら、無機記録材料は一般に有機材料ほど使用するレーザー光の波長への依存性が高くなく、また近年多く行われている記録層の多層化(記録層を複数有することで事実上同サイズの光ディスクの記録容量を倍程度以上とする)が有機色素材料を用いた場合よりも容易であることから、ここに至り有機色素材料に替わって次世代光記録材料として無機記録材料の使用が主流となりつつあり、実用化もされている。
無機記録材料としては従来より様々なタイプが提案されている。例えば、異なる金属材料の薄膜を2層以上接して成した形態の記録層を用いた光記録媒体が提案されている(特許文献1参照。)。この光記録媒体では、レーザー光の照射により発生する熱で多層膜を部分的に合金化して単一膜とすることで記録マークを形成する。この方法の応用として、材料を変えた様々な形態の提案もされている(例えば、特許文献2参照。)。また、酸化物系化合物を記録層に用いた追記型光記録媒体も提案されている(例えば、特許文献3、4参照。)。
しかしながら、これらはいずれも追記型光情報記録媒体に必要とされる条件すべてを十分に満たしているとは言い難い。すなわち、追記型光情報記録媒体には記録された情報が初期のまま長期にわたって安定して保存されること(アーカイバル特性)や信号再生時に再生用レーザー光によって信号が損なわれないこと(再生安定性)や通常の長期保存によって変質せず書き込み特性が保持されること(シェルフ特性)などが望まれるが、上記の従来の記録媒体のそれぞれにおいてそれらすべての特性が十分に得られているとは言い難い。また、記録媒体の製造コストや製造工程におけるマージン確保などの観点から、記録媒体を構成する層の数はできるだけ少ないことや工程が単純であることなども望まれる。あるいはまた、記録再生特性の観点から十分な感度と反応速度とが望まれる。これによって広い線速にわたり良好な記録再生信号が保証されるためである。
無機記録材料を用いた光記録媒体として、Zn、Sn、SbおよびTeからなる合金で構成された記録層を用いたもの(特許文献5参照。)、Ax 1-x (式中、A:Zn、Ga、In、Si、Ge、Sn、BiおよびSbからなる群から選ばれた少なくとも1つの元素、B:Se、Te、SおよびOからなる群から選ばれた少なくとも1つの元素、x:平均配位数のとり得る範囲(2.0〜3.0)によって決定される組成比)で表される化合物を主成分とする記録材料からなる記録層を用いたもの(特許文献6参照。)、Mw ((Sbz Te1-z 1-w (0≦w<0.3、0.5<z<0.9、MはIn、Ga、Zn、Ge、Sn、Si、Cu、Au、Ag、Pd、Pt、Pb、Cr、Co、O、SおよびSeからなる群から選ばれた少なくとも1つの元素)の合金薄膜からなる記録層を用いたもの(特許文献7、8参照。)、Teを主成分とし、副成分としてGe、Sb、Bi、Se、S、As、Tl、In、Ga、Au、Ag、Cu、Pd、Pt、NiおよびCoからなる群から選ばれた少なくとも1つの元素を合計で30原子%以上60原子%未満含有する合金であり、かつ、添加材が、ZnS、ZnTe、ZnSe、SiO2 、TiO2 、Al2 3 、TiC、ZrCおよびHfCからなる群から選ばれた少なくとも1つの材料であるものからなる記録層を用いたもの(特許文献9参照。)、Sba Inb Snc Znd Sie f h によって表される組成を有し、a>0、b>0、c>0、d>0、e>0、f>0、h>0およびa+b+c+d+e+f+h=100である記録層を用いたもの(特許文献10参照。)、Sba b Snc Znd Sie f h によって表される組成を有し、Xは、In、Ge、Al、Zn、Mn、Cd、Ga、Ti、Si、Te、Nb、Fe、Co、W、Mo、S、Ni、O、Se、Tl、As、P、Au、Pd、Pt、HfまたはVから選択される元素であり、a>0、b>0、c>0、d>0、e>0、f>0、h>0およびa+b+c+d+e+f+h=100である記録層を用いたもの(特許文献11参照。)、Ni、Cu、Si、Ti、Ge、Zr、Nb、Mo、In、Sn、W、Pb、Bi、ZnおよびLaからなる群から選ばれた少なくとも1つの金属Mと、記録用のレーザービームが照射されることにより、金属Mと結合して、金属Mとの化合物の結晶を生成する元素Xとを含む記録層を用いたもの(特許文献12、13参照。)、が提案されている。
特開昭62−204442号公報 特許第3066088号明細書 特公昭54−7458号公報 特開2006−281751号公報 特開平11−235873号公報 特開平8−104060号公報 特開平10−172179号公報 特開2001−236690号公報 特開平5−124353号公報 特開2003−72244号公報 特開2003−182237号公報 特開2005−125726号公報 特開2005−129192号公報
上述のように、これまでは、記録された情報が初期のまま長期にわたって安定して保存され、信号再生時に再生用レーザー光によって信号が損なわれず、通常の長期保存によって変質せず書き込み特性も保持され、良好な感度と反応速度とを有し、これによって広い線速や記録パワーにわたり良好な記録再生特性を実現することができる追記型光情報記録媒体を安価に得ることは困難であった。
そこで、この発明が解決しようとする課題は、上記の諸条件をすべて満たしうる光情報記録媒体ならびにその記録および/または再生方法を提供することである。
本発明者らは、上記の課題を解決するために鋭意研究を行った結果、光情報記録媒体において、記録層の材料としてZnS、SiO2 およびSbを主成分とする材料を用いることにより、上記の諸条件をすべて満たしうることを見出し、実験的にもこれを実証し、この発明を案出するに至ったものである。
すなわち、上記課題を解決するために、第1の発明は、
ZnS、SiO2 およびSbを主成分とする記録層を有することを特徴とする光情報記録媒体である。
第2の発明は、
ZnS、SiO2 およびSbを主成分とする記録層を有する光情報記録媒体の記録および/または再生方法であって、
波長が385nm以上415nm以下のレーザー光を上記記録層に入射させることにより記録および/または再生を行うようにした
ことを特徴とするものである。
この光情報記録媒体においては、レーザー光の照射により記録層に光学定数の変化を伴う質的変化を起こさせることで情報を記録する。
記録層は、必要に応じて、ZnS、SiO2 およびSbに加えて、Ga、Te、V、Si、Zn、TaおよびTbからなる群から選ばれた少なくとも1つの元素を含んでもよい。記録層は、好適には、下記(1)式を満たす組成を有する。
[(ZnS)x (SiO2 1-x y (Sbz 1-z 1-y ・・・・・(1)
ただし、0<x≦1.0、0.3≦y≦0.7、0.8<z≦1.0であり、XはGa、Te、V、Si、Zn、TaおよびTbからなる群から選ばれた少なくとも1つの元素である。
記録層の厚さは必要に応じて決められるが、良好な記録再生特性を得るためには、好適には、3nm以上40nm以下である。
この光情報記録媒体においては、典型的には、基板上に記録層を有する。この光情報記録媒体は、所望の記録再生特性を得るために、記録層に加えて金属あるいは半金属などからなる反射層や誘電体からなる保護層を伴ってもよく、望まれる記録再生特性に応じてこれらの層の数および順序は自由に選択することができる。典型的には、この光情報記録媒体は、基板と記録層との間に反射層を有し、記録層側から記録および/または再生用のレーザー光が入射する。この反射層は、典型的には、高い反射率を得ることができる金属および/または半金属からなる。この光情報記録媒体は、好適には、記録層の少なくとも片側の面に接して設けられた誘電体からなる保護層を有する。あるいは、この光情報記録媒体は、基板と記録層との間に設けられた反射層と、反射層と記録層との間に記録層の片側の面と接して設けられた誘電体からなる保護層とを有し、記録層側から記録および/または再生用のレーザー光が入射する。あるいは、この光情報記録媒体は、基板と記録層との間に設けられた反射層と、反射層と記録層との間に記録層の片側の面と接して設けられた誘電体からなる第1の保護層と、記録層の基板と反対側の面と接して設けられた誘電体からなる第2の保護層とを有し、記録層側から記録および/または再生用のレーザー光が入射する。
この光情報記録媒体は、記録層を1層有するものであっても、複数層有するもの、すなわた多層光情報記録媒体であってもよい。多層光情報記録媒体においては、ZnS、SiO2 およびSbを主成分とし、あるいは、(1)式を満たす組成を有する記録層を用いた光情報記録媒体は高い反射率と広いパワーマージンとを有することから、典型的には、記録および/または再生用のレーザー光の入出射側から一番遠い記録層として、ZnS、SiO2 およびSbを主成分とし、あるいは、(1)式を満たす組成を有する記録層を用いることができる。この一番遠い記録層以外の記録層としては、従来公知の追記型や書換え型の記録層あるいは再生のみ可能な記録層を用いることができる。
光情報記録媒体の記録および/または再生に用いられるレーザー光の波長は、典型的には、385nm以上415nm以下であるが、これに限定されるものではない。
上述のように構成された第1および第2の発明においては、ZnS、SiO2 およびSbを主成分とする記録層、取り分け[(ZnS)x (SiO2 1-x y (Sbz 1-z 1-y で表される組成を有する記録層は、安定性に富み、しかもレーザー光、中でも波長が385nm以上415nm以下のレーザー光に対して良好な感度と反応速度とを有する。
この発明によれば、記録された情報が初期のまま長期にわたって安定して保存され、信号再生時に再生用レーザー光によって信号が損なわれず、通常の長期保存によって変質せず書き込み特性が保持され、記録媒体を構成する層の数が少なくて済むだけでなく製造工程が単純であるため記録媒体の製造コストや製造工程におけるマージンを確保することができ、記録および/または再生用レーザー光に対して十分な感度と反応速度とが得られ、これによって広い線速や記録パワーにわたり良好な記録再生特性を得ることができ、記録および/または再生用レーザー光の波長に依存することが少なく、初期化が不要であり、再生用のレーザー光のパワーに対しても十分に安定であり、環境信頼性も高い。
以下、この発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、実施形態の全図において、同一または対応する部分には同一の符号を付す。
図1はこの発明の第1の実施形態による光情報記録媒体1を示す。
図1に示すように、この光情報記録媒体1においては、基板10上に反射層11、保護層12、記録層13、保護層14および光透過保護層15が順次積層されている。この光情報記録媒体1に対する記録/再生は、光透過保護層15側からレーザー光、例えば波長が385nm以上415nm以下のレーザー光を入出射させることにより行われる。この光情報記録媒体1は、典型的にはディスク形状を有するが、これに限定されるものではない。
記録層13は、ZnS、SiO2 およびSbを主成分とし、必要に応じてZn、Ga、Te、V、Si、TaおよびTbからなる群から選択された少なくとも1つの元素をさらに含み、好適には、上記の式(1)の組成を有する。記録層13の形成方法としては、好適にはスパッタリング法が用いられるが、これに限定されるものではない。
基板10の材料、厚さ、形成方法などは、所望の特性を有する限り任意に選択することができる。基板10に用いる材料としては、ポリカーボネートやアクリル系樹脂などのプラスチック材料がコストなどの点で優れているが、これに限定されず、他の材料、例えばガラスを用いることもできる。また、上述のように記録/再生用のレーザー光が光透過保護層15側から入出射する場合においては、基板10は透明である必要がないため、基板10の材料として金属などの非透明材料を用いてもよい。基板10にプラスチック材料を用いる場合、この基板10の形成には、例えば、射出成型法(インジェクション法)や紫外線硬化樹脂を使うフォトポリマー法(2P法)などを用いることができる。基板10の材料や形成方法は、上記のものに限定されず、所望の形状(例えば、厚さ1.1mm、直径120mmのディスク形状)と基板10の表面において光学的平滑性が十分に保証されればいかなるものでも良い。基板10の厚さは特に限定されないが、特に0.3mm以上1.3mm以下であると好ましい。基板10の厚さが0.3mmより薄いと光情報記録媒体1の強度が下がったり反りやすくなったりする。逆に基板10の厚さが1.3mmより厚いと光情報記録媒体1の厚さがCDやDVDの厚さ1.2mmより厚くなるので、これらのすべてに対応する記録/再生用駆動装置を構成する場合に同じディスクトレイを共用できなくなる可能性がある。
また、基板10の記録層13などが形成される側の面には凹凸の溝トラックやピットなどが形成されていてもよい。こうすることで、この溝により案内されて記録/再生用のレーザー光が光情報記録媒体1上の任意の位置へと移動することやアドレス情報を得ることなどが可能となる。なお、溝形状はスパイラル状、同心円状、ピット列など、各種の形状が適用可能である。
反射層11の材料としては、例えばAg合金やAl合金など、従来公知の光ディスクにおいて一般的に使用可能な金属や半金属などをこの反射層11に求められる特性に応じて任意に選択し使用することが可能である。また、反射層11の材料としては、光の反射能に加えてヒートシンク(放熱)能を有するものを用いることが望ましい。こうすることで反射層11に放熱層としての機能を持たせることもできる。
保護層12、14は記録層13を保護し、記録/再生時の光学特性および熱特性を制御するためのものである。これらの保護層12、14の材料としては、SiNやZnS−SiO2 やTa2 5 など、従来公知の光ディスクにおいて一般的に使用可能な誘電体を、これらの保護層12、14に求められる特性に応じて任意に選択し使用することが可能である。
上述のように光透過保護層15側から記録/再生用のレーザー光を入出射させる場合においては、この光透過保護層15は、このレーザー光に対して吸収能を極力有しないように構成することが望ましい。具体的には、例えば、この光透過保護層15の厚さは0.3mm以下とし、その時、この光透過保護層15の材料としては、記録/再生用のレーザー光に対する透過率が90%以上の材料を選択することが好ましい。特に、この光透過保護層15の厚さを3〜177μmとし、この光情報記録媒体1の記録/再生用駆動装置の記録/再生光学系のレンズの高い開口数NA(例えば、0.85)と組み合わせることで、高密度記録を実現することが可能となる。
光透過保護層15の構成や形成方法も、上記の条件を満たす限り、特に限定されるものではない。具体的には、光透過保護層15は、例えば、硬化後、記録/再生用のレーザー光波長域に吸収を持たないような紫外線硬化樹脂をスピンコーターなどで0.3mm以下の所望の厚さ(例えば、0.1mm)になるように塗布した後、これに紫外線照射を施して硬化させることにより形成することが可能である。あるいは、光透過保護層15は、厚さ0.3mm以下のポリカーボネート樹脂やアクリル系樹脂などのプラスチック材料からなる光学的に十分平滑な光透過性のシート(フィルム)を、例えば5〜15μmの厚さにスピンコート法で塗布した紫外線硬化タイプの接着剤の上に乗せ、これに紫外線照射を施すことにより形成したり、上記の光透過性シートをPSA(pressure sensitive adhesive)などの粘着剤により接着して形成したりすることも可能である。
さらにまた、必要に応じて、光透過保護層15の表面にゴミが付着したり傷が形成されたりするのを防止する目的で、この光透過保護層15の表面に有機系あるいは無機系の材料からなる保護層(図示せず)を形成してもよい。この保護層も、記録/再生用のレーザー光に対して吸収能を殆ど有しない材料を用いることが望ましい。
〈実施例1〉
開口数0.85の2群対物レンズと青紫色の波長域の波長405nmで発光する半導体レーザー光源を用いた光ディスク記録/再生装置により記録/再生を行う光情報記録媒体1を以下のようにして作製した。
基板10として、片面に厚さ1.1mm、トラックピッチ0.32μm、グルーブ深さ20nmのグルーブを有するポリカーボネート基板を射出成型により作製した。このポリカーボネート基板上に、反射層11としてAg合金膜を厚さ100nm、保護層12としてTa2 5 膜を厚さ30nm、記録層13を厚さ20nm、保護層14としてTa2 5 膜を厚さ30nm、スパッタリング法により順次形成した。さらに、最上層のTa2 5 膜の上に紫外線硬化タイプの接着剤を15μmの厚さにスピンコート法で塗布した後、厚さ85μmのポリカーボネート製光透過性シート(フィルム)を乗せ、これに紫外線照射を施すことにより光透過保護層15を形成し、光情報記録媒体1を作製した。
記録層13をスパッタリング法により形成する際には、ZnS、SiO2 、SbおよびZnを混合して調製された単体ターゲットを用い、Arガスを95sccm流した状態で同時スパッタリングを行った。得られた薄膜をラザフォード後方散乱分光法(RBS)により組成分析したところ、原子数比でおよそZn:Sb:Si:S:O=14:15:2:10:9であり、これは式(1)においてx=0.8、y=0.45、z=0.9の組成に相当する。
こうして作製された光情報記録媒体1の評価を行った。評価にはパルステック工業株式会社製ODU−1000(レーザー光波長405nm)、株式会社アドバンテスト製スペクトラムアナライザR3267、リーダー電子株式会社製ジッタアナライザLE1876などを用いた。Blu−ray Disc 25GB密度の規格に則した線速度4.92m/s、チャンネルビット長74.50nmで光情報記録媒体1の信号評価を行った。信号の記録は線速度4.92m/sのほか、2倍の線速度9.84m/sおよび4倍の線速度19.68m/sで行った。ジッター測定にはパルステック工業株式会社製リミット・イコライザを介した信号を用い、イコライザ・ゲインは7.0dBであった。
こうしてこの光情報記録媒体1を記録再生評価したところ、線速度4.92m/s(1倍速)においては記録パワー4.9mWにてジッター5.9%であった。また、8Tスペース部分の信号レベルI8Hと8Tマーク部分の信号レベルI8Lに対して(I8H−I8L)/I8Hを変調度の定義としたとき、その値は53%であり、非常に良好な記録再生特性を示した。
また、2倍の線速度9.84m/s(2倍速)においては記録パワー6.8mWにてジッター6.3%、変調度56%であった。4倍の線速度19.68m/s(4倍速)においては記録パワー7.2mWにてジッター5.9%、変調度64%であった。
記録再生評価の結果を図2および図3にまとめて示す。図2からわかるように、この光情報記録媒体1は、いずれの線速度においても高い記録感度を持ち、非常に良好な記録再生特性を示している。また、図3からわかるように、記録パワー変動に対するマージンは、ジッター8.5%を上限とした場合、いずれの線速度においても±15%程度のパワー変動を許容でき、十分広いパワーマージンを有している。
この光情報記録媒体1の反射率は16%であったが、より高い反射率が必要である場合は、図4に示すように、記録/再生用のレーザー光が入射する側の保護層14として用いられるTa2 5 膜の厚さを制御することにより、20%以上の反射率を得ることも可能であった。このように、光学的熱的特性の最適化を行うことで更なる信号特性の改善が可能である。
図5は記録層13の組成を式(1)で表した場合にyを変えた時のジッターの変化、図6は式(1)のyを0.4に固定してxを変えた時のジッターの変化を示す。図5および図6より、0<x≦1.0および0.3≦y≦0.7では低いジッターが得られることがわかる。また、表1は式(1)の元素Xを変えた時の記録再生特性の変化を示す。表1には、比較例としてXがMgである場合の記録再生特性の測定結果も示す。表1より、式(1)の元素XがGa、Te、V、Si、Zn、TaまたはTbである場合には良好な記録再生特性が得られるが、XがMgである比較例では良好な記録再生特性が得られていないことがわかる。表2は、記録層13の組成が[(ZnS)0.8 (SiO2 0.2 0.4 (Sbz Ga1-z 0.6 の場合にzを変えた時の記録再生特性の変化を示す。表2より、式(1)のzが0.8<z≦1.0である場合には良好な記録再生特性が得られている。
Figure 0004793313
Figure 0004793313
図5、図6、表1および表2からわかるように、記録層13の組成を変えることにより記録再生特性を変えることが可能である。図5より、0.3≦y≦0.7の中でも0.4≦y≦0.5の場合に特に低いジッターが得られることがわかる。また、図6より、0<x≦1.0の中でもxが約0.4から1.0の場合に特に低いジッターが得られ、xが約0.6から約0.9の場合にさらに低いジッターが得られることがわかる。
実施例1による光情報記録媒体1に所定の記録を行って80℃85%RHの恒温恒湿槽に投入した。その後200時間経て上記と同様な記録再生特性の測定を行った。その結果、図7、図8および図9に示すように、反射率、変調度、ジッターのいずれの測定値も投入する前の測定値と変わらず、図示は省略するが記録感度やC/Nの測定値も投入する前の測定値と変わらなかった。これにより、この光情報記録媒体1は厳しい環境下においても良好な特性を長期にわたり保持できることが明らかとなった。
実施例1による光情報記録媒体1に所定の記録を行い、通常よりも厳しい再生パワー条件により再生を行った。図10および図11に示すように、4倍の線速度19.68m/sにおいて0.6mWで100万回再生を行っても、ジッターおよび変調度とも変化しなかった。これにより、この光情報記録媒体1は繰り返し再生時においても良好な記録状態を長期にわたり保持できることが明らかとなった。
以上のように、この第1の実施形態によれば、記録層13が、ZnS、SiO2 およびSbを主成分とし、好適には、上記の式(1)の組成を有することにより、記録された情報が初期のまま長期にわたって安定して保存され、信号再生時に再生用レーザー光によって信号が損なわれず、通常の長期保存によって変質せず書き込み特性も保持され、良好な感度と反応速度とを有し、これによって広い線速や記録パワーにわたり良好な記録再生信号特性を実現することができる追記型光情報記録媒体を安価に得ることができる。この追記型光情報記録媒体は、記録/再生に例えば波長が385nm以上415nm以下のレーザー光を用いる場合に適用して好適なものである。
次に、この発明の第2の実施形態による光情報記録媒体について説明する。
図12にこの光情報記録媒体2を示す。
図12に示すように、この光情報記録媒体2においては、第1の実施形態による光情報記録媒体1と同様に、基板10上に反射層11、保護層12、記録層13、保護層14および光透過保護層15が積層されているが、これに加えてさらに保護層12と記録層13との間に保護層16が設けられている。この保護層16は反射層12の材料、例えばAg合金膜などと記録層13中のZnS−SiO2 とが反応しないようにするためのものであり、例えばSiN膜などのAg原子などに対するバリア性が高いものが用いられる。
この第2の実施形態においては、上記以外のことは、第1の実施形態と同様である。
この第2の実施形態によれば、第1の実施形態と同様な利点を得ることができる。
次に、この発明の第3の実施形態による光情報記録媒体について説明する。
図13にこの光情報記録媒体3を示す。
図13に示すように、この光情報記録媒体3においては、反射層11、保護層12、記録層13および保護層14の積層順序が、第1の実施形態による光情報記録媒体1と逆になっている。すなわち、この光情報記録媒体3においては、基板10上に保護層14、記録層13、保護層12および反射層11が順次積層され、最上層の反射層11上に光透過保護層15が積層されている。この光情報記録媒体3に対する記録/再生は、基板10側からレーザー光を入出射させることにより行われる。この場合、この基板10の材料としては、この記録/再生用のレーザー光に対して吸収能を殆ど有しない材料、例えばポリカーボネートやアクリル系樹脂などのプラスチック材料が用いられる。
この第3の実施形態においては、上記以外のことは、第1の実施形態と同様である。
この第3の実施形態によれば、第1の実施形態と同様な利点を得ることができる。
次に、この発明の第4の実施形態による光情報記録媒体について説明する。
図14はこの光情報記録媒体4を示す。
図14に示すように、この光情報記録媒体4においては、第1の実施形態による光情報記録媒体1と同様に、基板10上に反射層11、保護層12、記録層13および保護層14が順次積層されているが、保護層14上にさらに中間層17および記録層18が順次積層され、記録層18上に光透過保護層15が積層されていることが、第1の実施形態による光情報記録媒体1と異なる。この光情報記録媒体4は2層の記録層13、18を有する2層光情報記録媒体である。この光情報記録媒体4に対する記録/再生は、光透過保護層15側からレーザー光を入出射させることにより行われる。
中間層17は、例えば、硬化後、記録/再生に使用するレーザー光の波長域に吸収を持たないような紫外線硬化樹脂をスピンコーターなどで所望の厚さ(例えば、20〜30μm)になるように塗布したり、硬化後、記録/再生に使用するレーザー光の波長域に吸収を持たないような光硬化可能なPSAを貼り付けたりなどした後、紫外線照射を施すことにより形成することができる。紫外線照射の際に凹凸の溝トラックを有する基板を用いて凹凸の溝トラックを転写してもよい。
2層目の記録層18は、これを通して1層目の記録層13に記録/再生用のレーザー光を入出射させて記録再生が可能となる十分高い透過率を有するように構成する。この記録層18は追記型や書換え型の記録層のほか、再生のみ可能な記録層であってもよい。
〈実施例2〉
開口数0.85の2群対物レンズと青紫色の波長域の波長405nmで発光する半導体レーザー光源を用いた光ディスク記録/再生装置により記録/再生を行う光情報記録媒体4を以下のようにして作製した。
基板10として、片面に厚さ1.1mm、トラックピッチ0.32μm、グルーブ深さ20nmのグルーブを有するポリカーボネート基板を射出成型により作製した。このポリカーボネート基板上に、反射層11としてAg合金膜を厚さ100nm、保護層12としてTa2 5 膜を厚さ30nm、記録層13を厚さ20nm、保護層14としてTa2 5 膜を厚さ30nm、スパッタリング法により順次形成した。さらに、最上層のTa2 5 膜の上に紫外線硬化タイプの接着剤を25μmの厚さにスピンコート法で塗布した後、ポリカーボネート製スタンパーにより溝トラックを転写し、これに紫外線照射を施して中間層17を形成し、その上に2層目の記録層18を形成する。さらに、この記録層18の上に紫外線硬化タイプの接着剤を15μmの厚さにスピンコート法で塗布した後、厚さ85μmのポリカーボネート製光透過性シート(フィルム)を乗せ、これに紫外線照射を施すことにより光透過保護層15を形成し、光情報記録媒体4を作製した。
こうして作製された光情報記録媒体4の評価を行った。評価にはパルステック工業株式会社製ODU−1000(レーザー光波長405nm)、株式会社アドバンテスト製スペクトラムアナライザR3267、リーダー電子株式会社製ジッタアナライザLE1876などを用いた。Blu−ray Disc DL50GB密度の規格に則した線速度4.92m/s、チャンネルビット長74.50nmで光情報記録媒体4の信号評価を行った。信号の記録は線速度4.92m/sのほか、2倍の線速度9.84m/sおよび4倍の線速度19.68m/sで行った。ジッター測定にはパルステック工業株式会社製リミット・イコライザを介した信号を用い、イコライザ・ゲインは7.0dBであった。
こうしてこの光情報記録媒体4を記録再生評価したところ、反射率は4.6%、線速度4.92m/s(1倍速)においては記録パワー9.1mWにてジッター6.3%であった。また、8Tスペース部分の信号レベルI8Hと8Tマーク部分の信号レベルI8Lに対して(I8H−I8L)/I8Hを変調度の定義としたとき、その値は57%であり、非常に良好な記録再生特性を示した。
また、2倍の線速度9.84m/s(2倍速)においては記録パワー6.8mWにてジッター6.5%、変調度58%であった。4倍の線速度19.68m/s(4倍速)においては記録パワー11.9mWにてジッター6.5%、変調度65%であった。
記録再生評価の結果を図15および図16にまとめて示す。図15からわかるように、この光情報記録媒体4は、いずれの線速度においても高い記録感度を持ち、非常に良好な記録再生特性を示している。また、図16からわかるように、記録パワー変動に対するマージンは、ジッター8.5%を上限とした場合、いずれの線速度においても±15%程度のパワー変動を許容でき、十分広いパワーマージンを有している。
この第4の実施形態によれば、第1の実施形態と同様な利点を有する2層追記型光情報記録媒体を安価に得ることができる。
次に、この発明の第5の実施形態による光情報記録媒体について説明する。
図17はこの光情報記録媒体5を示す。
図17に示すように、この光情報記録媒体5においては、第1の実施形態による光情報記録媒体1と同様に、基板10上に反射層11、保護層12、記録層13および保護層14が順次積層されているが、保護層14上にさらに中間層19、記録層20、中間層21、記録層22、中間層23および記録層24が順次積層され、記録層24上に光透過保護層15が積層されていることが、第1の実施形態による光情報記録媒体1と異なる。この光情報記録媒体4は4層の記録層13、20、22、24を有する4層光情報記録媒体である。この光情報記録媒体4に対する記録/再生は、光透過保護層15側からレーザー光を入出射させることにより行われる。
中間層19、21、23は、例えば、硬化後、記録/再生に使用するレーザー光の波長域に吸収を持たないような紫外線硬化樹脂をスピンコーターなどで所望の厚さ(例えば、20〜30μm)になるように塗布したり、硬化後、記録/再生に使用するレーザー光の波長域に吸収を持たないような光硬化可能なPSAを貼り付けたりなどした後、紫外線照射を施すことにより形成することができる。紫外線照射の際に凹凸の溝トラックを有する基板を用いて凹凸の溝トラックを転写してもよい。
2層目の記録層20、3層目の記録層22および4層目の記録層24は、これらを通して1層目の記録層13に記録/再生用のレーザー光を入出射させて記録再生が可能となる十分高い透過率を有するように構成する。これらの記録層20、22、24は追記型や書換え型の記録層のほか、再生のみ可能な記録層であってもよい。
この第5の実施形態によれば、第1の実施形態と同様な利点を有する4層追記型光情報記録媒体を安価に得ることができる。
以上、この発明の実施形態について具体的に説明したが、この発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、この発明の技術的思想に基づく各種の変形が可能である。
例えば、上述の第1〜第5の実施形態および実施例1、2において挙げた数値、材料、構造、形状などはあくまでも例に過ぎず、必要に応じて、これらと異なる数値、材料、構造、形状などを用いてもよい。
この発明の第1の実施形態による光情報記録媒体の要部を示す概略断面図である。 実施例1による光情報記録媒体の記録パワーに対する変調度の変化を示す略線図である。 実施例1による光情報記録媒体の記録パワーに対するジッターの変化を示す略線図である。 実施例1による光情報記録媒体における記録/再生用のレーザー光が入射する側の保護層として用いられるTa2 5 膜の厚さと反射率との関係を示す略線図である。 実施例1による光情報記録媒体における記録層の組成と記録再生特性との関係を示す略線図である。 実施例1による光情報記録媒体における記録層の組成と記録再生特性との関係を示す略線図である。 実施例1による光情報記録媒体を80℃85%RH環境に200時間保存した時の、保存前後の反射率を示す略線図である。 実施例1による光情報記録媒体を80℃85%RH環境に200時間保存した時の、保存前後の変調度を示す略線図である。 実施例1による光情報記録媒体を80℃85%RH環境に200時間保存した時の、保存前後の記録パワーに対するジッターの変化を示す略線図である。 実施例1による光情報記録媒体を線速度19.68m/sにおいて0.6mWで100万回再生した場合の変調度の変化を示す略線図である。 実施例1による光情報記録媒体を線速度19.68m/sにおいて0.6mWで100万回再生した場合のジッターの変化を示す略線図である。 この発明の第2の実施形態による光情報記録媒体の要部を示す概略断面図である。 この発明の第3の実施形態による光情報記録媒体の要部を示す概略断面図である。 この発明の第4の実施形態による光情報記録媒体の要部を示す概略断面図である。 実施例2による光情報記録媒体の記録パワーに対する変調度の変化を示す略線図である。 実施例2による光情報記録媒体の記録パワーに対するジッターの変化を示す略線図である。 この発明の第5の実施形態による光情報記録媒体の要部を示す概略断面図である。
符号の説明
1〜5…光情報記録媒体、10…基板、11…反射層、12、14、16…保護層、13、18、20、22、24…記録層、15…光透過保護層、17、19、21、23…中間層

Claims (13)

  1. 下記(1)式を満たす組成を有する記録層を有する光情報記録媒体。
    [(ZnS) x (SiO 2 1-x y (Sb z 1-z 1-y ・・・・・(1)
    ただし、0<x≦1.0、0.3≦y≦0.7、0.8<z≦0.9であり、XはGa、Te、V、Si、Zn、TaおよびTbからなる群から選ばれた少なくとも1つの元素である。
  2. XはGa、V、Si、Zn、TaおよびTbからなる群から選ばれた少なくとも1つの元素である請求項1に記載の光情報記録媒体。
  3. XはZnまたはTaである請求項1に記載の光情報記録媒体。
  4. 上記記録層の厚さが3nm以上40nm以下である請求項1〜3のいずれか一項に記載の光情報記録媒体。
  5. 基板上に上記記録層を有する請求項1〜3のいずれか一項に記載の光情報記録媒体。
  6. 上記基板と上記記録層との間に反射層を有し、上記記録層側から記録および/または再生用のレーザー光が入射する請求項5に記載の光情報記録媒体。
  7. 上記反射層は金属および/または半金属からなる請求項6に記載の光情報記録媒体。
  8. 上記記録層の少なくとも片側の面に接して設けられた誘電体からなる保護層を有する請求項1〜3のいずれか一項に記載の光情報記録媒体。
  9. 上記基板と上記記録層との間に設けられた反射層と、上記反射層と上記記録層との間に上記記録層の片側の面と接して設けられた誘電体からなる保護層とを有し、上記記録層側から記録および/または再生用のレーザー光が入射する請求項5に記載の光情報記録媒体。
  10. 上記基板と上記記録層との間に設けられた反射層と、上記反射層と上記記録層との間に上記記録層の片側の面と接して設けられた誘電体からなる第1の保護層と、上記記録層の上記基板と反対側の面と接して設けられた誘電体からなる第2の保護層とを有し、上記記録層側から記録および/または再生用のレーザー光が入射する請求項5に記載の光情報記録媒体。
  11. 上記記録層を複数層有する請求項1〜3のいずれか一項に記載の光情報記録媒体。
  12. 上記光情報記録媒体の記録および/または再生に用いられるレーザー光の波長が385nm以上415nm以下である請求項1〜3のいずれか一項に記載の光情報記録媒体。
  13. 波長が385nm以上415nm以下のレーザー光を、下記(1)式を満たす組成を有する記録層を有する光情報記録媒体の上記記録層に入射させることにより記録および/または再生を行うようにした光情報記録媒体の記録および/または再生方法。
    [(ZnS) x (SiO 2 1-x y (Sb z 1-z 1-y ・・・・・(1)
    ただし、0<x≦1.0、0.3≦y≦0.7、0.8<z≦0.9であり、XはGa、Te、V、Si、Zn、TaおよびTbからなる群から選ばれた少なくとも1つの元素である。
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